继承
在 Swift 中,类可以调用和访问超类的方法、属性和下标,并且可以重写这些方法,属性和下标来优化或修改它们的行为。Swift 会检查你的重写定义在超类中是否有匹配的定义,以此确保你的重写行为是正确的。
可以为类中继承来的属性添加属性观察器,这样一来,当属性值改变时,类就会被通知到。可以为任何属性添加属性观察器,无论它原本被定义为存储型属性还是计算型属性。
不继承于其它类的类,称之为基类。
下面的例子定义了一个叫 的基类。这个基类声明了一个名为 currentSpeed
,默认值是 0.0
的存储型属性(属性类型推断为 Double
)。currentSpeed
属性的值被一个 String
类型的只读计算型属性 description
使用,用来创建对于车辆的描述。
Vehicle
基类还定义了一个名为 makeNoise
的方法。这个方法实际上不为 Vehicle
实例做任何事,但之后将会被 Vehicle
的子类定制:
可以用初始化语法创建一个 Vehicle
的新实例,即类名后面跟一个空括号:
let someVehicle = Vehicle()
现在已经创建了一个 Vehicle
的新实例,你可以访问它的 description
属性来打印车辆的当前速度:
print("Vehicle: \(someVehicle.description)")
// 打印“Vehicle: traveling at 0.0 miles per hour”
Vehicle
类定义了一个具有通用特性的车辆类,但实际上对于它本身来说没什么用处。为了让它变得更加有用,还需要进一步完善它,从而能够描述一个具体类型的车辆。
子类生成指的是在一个已有类的基础上创建一个新的类。子类继承超类的特性,并且可以进一步完善。你还可以为子类添加新的特性。
为了指明某个类的超类,将超类名写在子类名的后面,用冒号分隔:
class SomeClass: SomeSuperclass {
// 这里是子类的定义
}
下一个例子,定义了一个叫 Bicycle
的子类,继承自超类 Vehicle
:
class Bicycle: Vehicle {
var hasBasket = false
}
新的 Bicycle
类自动继承 Vehicle
类的所有特性,比如 currentSpeed
和 description
属性,还有 makeNoise()
方法。
默认情况下,你创建的所有新的 Bicycle
实例不会有一个篮子(即 hasBasket
属性默认为 false
)。创建该实例之后,你可以为 Bicycle
实例设置 hasBasket
属性为 ture
:
你还可以修改 Bicycle
实例所继承的 currentSpeed
属性,和查询实例所继承的 description
属性:
bicycle.currentSpeed = 15.0
// 打印“Bicycle: traveling at 15.0 miles per hour”
子类还可以继续被其它类继承,下面的示例为 Bicycle
创建了一个名为 Tandem
(双人自行车)的子类:
class Tandem: Bicycle {
var currentNumberOfPassengers = 0
}
从 Bicycle
继承了所有的属性与方法,这又使它同时继承了 Vehicle
的所有属性与方法。Tandem
也增加了一个新的叫做 currentNumberOfPassengers
的存储型属性,默认值为 0
。
如果你创建了一个 Tandem
的实例,你可以使用它所有的新属性和继承的属性,还能查询从 Vehicle
继承来的只读属性 description
:
let tandem = Tandem()
tandem.hasBasket = true
tandem.currentNumberOfPassengers = 2
tandem.currentSpeed = 22.0
print("Tandem: \(tandem.description)")
// 打印:“Tandem: traveling at 22.0 miles per hour”
子类可以为继承来的实例方法,类方法,实例属性,类属性,或下标提供自己定制的实现。我们把这种行为叫重写。
如果要重写某个特性,你需要在重写定义的前面加上 override
关键字。这么做,就表明了你是想提供一个重写版本,而非错误地提供了一个相同的定义。意外的重写行为可能会导致不可预知的错误,任何缺少 override
关键字的重写都会在编译时被认定为错误。
override
关键字会提醒 Swift 编译器去检查该类的超类(或其中一个超类)是否有匹配重写版本的声明。这个检查可以确保你的重写定义是正确的。
当你在子类中重写超类的方法,属性或下标时,有时在你的重写版本中使用已经存在的超类实现会大有裨益。比如,你可以完善已有实现的行为,或在一个继承来的变量中存储一个修改过的值。
在合适的地方,你可以通过使用 super
前缀来访问超类版本的方法,属性或下标:
- 在方法
someMethod()
的重写实现中,可以通过super.someMethod()
来调用超类版本的someMethod()
方法。 - 在属性
someProperty
的 getter 或 setter 的重写实现中,可以通过super.someProperty
来访问超类版本的someProperty
属性。 - 在下标的重写实现中,可以通过
super[someIndex]
来访问超类版本中的相同下标。
在子类中,你可以重写继承来的实例方法或类方法,提供一个定制或替代的方法实现。
下面的例子定义了 Vehicle
的一个新的子类,叫 Train
,它重写了从 Vehicle
类继承来的 makeNoise()
方法:
class Train: Vehicle {
override func makeNoise() {
print("Choo Choo")
}
}
如果你创建一个 Train
的新实例,并调用了它的 makeNoise()
方法,你就会发现 Train
版本的方法被调用:
你可以重写继承来的实例属性或类型属性,提供自己定制的 getter 和 setter,或添加属性观察器,使重写的属性可以观察到底层的属性值什么时候发生改变。
重写属性的 Getters 和 Setters
你可以将一个继承来的只读属性重写为一个读写属性,只需要在重写版本的属性里提供 getter 和 setter 即可。但是,你不可以将一个继承来的读写属性重写为一个只读属性。
以下的例子定义了一个新类,叫 Car
,它是 Vehicle
的子类。这个类引入了一个新的存储型属性叫做 gear
,默认值为整数 1
。Car
类重写了继承自 Vehicle
的 description
属性,提供包含当前档位的自定义描述:
class Car: Vehicle {
override var description: String {
return super.description + " in gear \(gear)"
}
重写的 description
属性首先要调用 super.description
返回 Vehicle
类的 description
属性。之后,Car
类版本的 description
在末尾增加了一些额外的文本来提供关于当前档位的信息。
如果你创建了 Car
的实例并且设置了它的 gear
和 currentSpeed
属性,你可以看到它的 description
返回了 Car
中的自定义描述:
let car = Car()
car.currentSpeed = 25.0
car.gear = 3
print("Car: \(car.description)")
// 打印“Car: traveling at 25.0 miles per hour in gear 3”
重写属性观察器
你可以通过重写属性为一个继承来的属性添加属性观察器。这样一来,无论被继承属性原本是如何实现的,当其属性值发生改变时,你就会被通知到。关于属性观察器的更多内容,请看 属性观察器。
下面的例子定义了一个新类叫 AutomaticCar
,它是 Car
的子类。AutomaticCar
表示自动档汽车,它可以根据当前的速度自动选择合适的档位:
class AutomaticCar: Car {
override var currentSpeed: Double {
didSet {
gear = Int(currentSpeed / 10.0) + 1
}
}
}
当你设置 AutomaticCar
的 currentSpeed
属性,属性的 didSet
观察器就会自动地设置 gear
属性,为新的速度选择一个合适的档位。具体来说就是,属性观察器将新的速度值除以 10
,然后向下取得最接近的整数值,最后加 1
来得到档位 gear
的值。例如,速度为 35.0
时,档位为 4
:
let automatic = AutomaticCar()
automatic.currentSpeed = 35.0
print("AutomaticCar: \(automatic.description)")
你可以通过把方法,属性或下标标记为 final
来防止它们被重写,只需要在声明关键字前加上 final
修饰符即可(例如:final var
、final func
、final class func
以及 final subscript
)。
任何试图对带有 final
标记的方法、属性或下标进行重写的代码,都会在编译时会报错。在类扩展中的方法,属性或下标也可以在扩展的定义里标记为 final
。
可以通过在关键字 class
前添加 final
修饰符()来将整个类标记为 final 。这样的类是不可被继承的,试图继承这样的类会导致编译报错。